發(fā)布時間：2021-10-07 00:23

　　對于運行于一般工業(yè)流程中的止回閥,對其運行特性和內(nèi)部流動的了解已較為充分。然而,對于滿足高溫高壓工況要求的止回閥,研究工作鮮見報道。本文以一核電止回閥為研究對象,深入分析其內(nèi)部復雜流動特征,尤其是在閥門啟閉過程中的非定常流動特征;考慮到閥門關鍵部件的安全性和運行穩(wěn)定性,本文對閥門啟閉過程中的結構特性進行研究。本研究擬解釋極端工況下閥門內(nèi)的流動機理,也為閥門的設計與安全運行提供參照。本文的主要研究工作及結論如下:（1）高溫高壓工況下核電止回閥安全性能分析借助商用計算流體動力學軟件ANSYS Fluent對核電止回閥開啟過程中的流動進行非定常數(shù)值模擬,獲得閥門流道內(nèi)的壓力和速度分布;借助流固耦合方法對閥門關鍵部件進行受力及變形分析,進而評估止回閥的安全性能。研究結論:閥門開啟初期,其入口的流速較低,出口管內(nèi)高速與低速區(qū)域共存。閥芯下方的高壓積聚加劇了閥芯受力的不平衡。閥門入口管及出口管內(nèi)形成了明顯的旋渦。隨著閥門的開啟,入口管內(nèi)流速升高,而出口管內(nèi)流速高于入口管。入口管內(nèi)的壓力隨著閥門開度的增加逐漸降低,同時出口管內(nèi)壓力略降,且壓力波動明顯。閥芯在閥門開啟初期產(chǎn)生了明顯的扭曲變形;隨著閥門... 

【文章來源】：江蘇大學江蘇省

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

CFD軟件的求解流程

江蘇大學碩士學位論文11——流體密度；——流體速度矢量；——耗散系數(shù)；——標量的源項。動網(wǎng)格算法主要包括鋪層(Layering)、彈性光順(Springsmoothing)以及局部重構(Localremeshing)三種[64]。鋪層過程中包含了邊界上網(wǎng)格的生成和消失，根據(jù)計算區(qū)域的擴張或收縮相應地生成或合并網(wǎng)格，適用于四邊形、六面體或三棱柱網(wǎng)格，不適用于三角形和四面體網(wǎng)格。該算法適用于邊界線性運動情況，也可用于邊界作純粹旋轉運動的情況。彈性光順算法單獨使用時，僅限于變形非常小的情況，變形過大時會極度扭曲，適用于三角形和四面體網(wǎng)格。局部重構算法適用于大變形或者大位移情況。當網(wǎng)格扭曲過于嚴重、網(wǎng)格尺寸過小或過大時，網(wǎng)格會自動進行局部重構以滿足扭曲和尺寸的要求，網(wǎng)格節(jié)點總數(shù)也會相應減少或增加。此處采用彈性光順和局部重構算法相結合的方法。一般情況下，邊界的節(jié)點在默認情況下是靜止的，既不彈性光順也不局部重構，除非將其定義為動態(tài)區(qū)域。在設置彈性光順時，將與運動域相接觸的邊界設置為變形域，則邊界上的節(jié)點會做類似內(nèi)部節(jié)點的運動，但此變形域并不代表物面變形，而是節(jié)點的滑動光順。一般采用的變形形式包括cylinder和plane兩種，若邊界復雜，則可選擇DEFINE_GEOM函數(shù)定義變形形狀。變形區(qū)域網(wǎng)格變化過程如圖2.2所示[65]：圖2.2變形域網(wǎng)格變化過程Fig.2.2VariationsofmesheswithdomaindeformationUDF是用C語言編寫的子程序，可被動態(tài)鏈接到ANSYSFluent的求解器中。在求解動網(wǎng)格問題時，常用的UDF有三種：(1)DEFINE_CG_MOTION函

止回閥結構簡圖

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
[1]基于ANSYS硬密封球閥的流固耦合分析及實驗研究[D]. 朱錦霞.蘭州理工大學 2016
[2]軸流式止回閥閥瓣瞬態(tài)壓力分布與沖擊分析[D]. 張偉濤.蘭州理工大學 2014
[3]核閥流體動力學及流固耦合有限元分析[D]. 陳紅.大連理工大學 2013
[4]基于動網(wǎng)格的調(diào)壓閥流場模擬及閥芯運動分析[D]. 郭昌盛.重慶大學 2013
[5]對沖式止回閥動態(tài)特性分析[D]. 馮章俊.哈爾濱工程大學 2009
[6]節(jié)流閥結構研究與流場數(shù)值模擬分析[D]. 劉干.西南石油學院 2003



本文編號：3421022